Imaging of Tumor Viability in Lung Cancer: Initial Results Using 23Na-MRI

T. Henzler; S. Konstandin; G. Schmid-Bindert; P. Apfaltrer; S. Haneder; F. Wenz; L. Schad; C. Manegold; S. O. Schoenberg; C. Fink

doi:10.1055/s-0031-1299277

RöFo - Fortschritte auf dem Gebiet der Röntgenstrahlen und der bildgebenden Verfahren, Inhaltsverzeichnis

Rofo 2012; 184(4): 340-344
DOI: 10.1055/s-0031-1299277

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Imaging of Tumor Viability in Lung Cancer: Initial Results Using ²³Na-MRI

Bildgebung der Tumor-Vitalität von Lungenkrebs: erste Ergebnisse der ²³Na-MRT

T. Henzler

¹Institut of Clinical Radiology and Nuclear Medicine, University medical Center Mannheim, Medical Faculty Heidelberg University

,

S. Konstandin

²Computer Assisted Clinical Medicine, Heidelberg University, Medical Faculty Mannheim

,

G. Schmid-Bindert

³University Medical Center Mannheim, Medical Faculty Mannheim, Heidelberg University, Interdisciplinary Thoracic Oncology, Department of Surgery

,

P. Apfaltrer

⁴Institut of Clinical Radiology and Nuclear Medicine Mannheim, Germany, University Medical Center Mannheim, Medical Faculty Mannheim, Heidelberg University

,

S. Haneder

⁴Institut of Clinical Radiology and Nuclear Medicine Mannheim, Germany, University Medical Center Mannheim, Medical Faculty Mannheim, Heidelberg University

,

F. Wenz

⁵Department of Radiation Oncology, University Medical Center Mannheim, Medical Faculty Mannheim, Heidelberg University

,

L. Schad

⁶Computer Assisted Clinical Medicine Mannheim, Germany, University Medical Center Mannheim, Medical Faculty Mannheim, Heidelberg University

,

C. Manegold

⁷Interdisciplinary Thoracic Oncology, Department of Surgery, University Medical Center Mannheim, Medical Faculty Mannheim, Heidelberg University

,

S. O. Schoenberg

⁸Institute of Clinical Radiology and Nuclear Medicine, University Medical Center Mannheim

,

C. Fink

⁹Institut für Klinische Radiologie und Nuklearmedizin, Universitätsmedizin Mannheim, Universität Heidelberg

› Institutsangaben

Abstract

Purpose: ²³Na-MRI has been proposed as a potential imaging biomarker for the assessment of tumor viability and the evaluation of therapy response but has not yet been evaluated in patients with lung cancer. We aimed to assess the feasibility of ²³Na-MRI in patients with lung cancer.

Materials and Methods: Three patients with stage IV adenocarcinoma of the lung were examined on a clinical 3 Tesla MRI system (Magnetom TimTrio, Siemens Healthcare, Erlangen, Germany). Feasibility of ²³Na-MRI images was proven by comparison and fusion of ²³Na-MRI with ¹H-MR, CT and FDG-PET-CT images. ²³Na signal intensities (SI) of tumor and cerebrospinal fluid (CSF) of the spinal canal were measured and the SI ratio in tumor and CSF was calculated. One chemonaive patient was examined before and after the initiation of combination therapy (Carboplatin, Gemcitabin, Cetuximab).

Results: All ²³Na-MRI examinations were successfully completed and were of diagnostic quality. Fusion of ²³Na-MRI images with ¹H-MRI, CT and FDG-PET-CT was feasible in all patients and showed differences in solid and necrotic tumor areas. The mean tumor SI and the tumor/CSF SI ratio were 13.3 ± 1.8 × 103 and 0.83 ± 0.14, respectively. In necrotic tumors, as suggested by central non-FDG-avid areas, the mean tumor SI and the tumor/CSF ratio were 19.4 × 103 and 1.10, respectively.

Conclusion: ²³Na-MRI is feasible in patients with lung cancer and could provide valuable functional molecular information regarding tumor viability, and potentially treatment response.

Zusammenfassung

Ziel: Die ²³Na-MRT wurde als ein potenzieller Bildgebungs-Biomarker für die Beurteilung der Tumorvitalität oder die Beurteilung des Therapieansprechens beschrieben. Bislang gibt es keine Publikation über den Einsatz der ²³Na-MRT bei Patienten mit Lungenkarzinom.

Material und Methoden: 3 Patienten mit Stadium IV Adenokarzinom der Lunge wurden an einem klinischen 3 Tesla-MRT (Magnetom TimTrio, Siemens Healthcare, Erlangen, Deutschland) untersucht. Die Machbarkeit der ²³Na-MRT wurde durch den Vergleich bzw. die Fusion mit Bilddaten der ¹H-MRT, CT und FDG-PET-CT beurteilt. Die Signalintensität der ²³Na-MRT (SI) im Tumor und Liquor des Spinalkanals wurden gemessen und das Verhältnis der SI im Tumor und Liquor berechnet. Ein chemonaiver Patient wurde vor und nach Einleitung einer Kombinationschemotherapie (Carboplatin, Gemcitabin, Cetuximab) untersucht.

Ergebnisse: Alle ²³Na-MRT-Untersuchungen wurden erfolgreich und mit diagnostischer Bildqualität durchgeführt. Die Fusion der ²³Na-MRT mit der ¹H-MR, CT und FDG-PET-CT war bei allen Patienten durchführbar und zeigte Unterschiede zwischen soliden und nekrotischen Tumoranteilen. Die mittlere SI der Tumoren und das Verhältnis der SI im Tumor und Liquor betrugen 13,3 ± 1,8 × 103 und 0,83 ± 0,14. Im nekrotischen Tumor, der durch nicht FDG-avide Tumoranteile definiert wurde, betrugen die mittlere SI der Tumoren und das Verhältnis der SI im Tumor und Liquor 19,4 × 103 und 1,10.

Schlussfolgerung: Die ²³Na-MRT ist bei Patienten mit Lungenkarzinom klinisch einsetzbar und kann funktionelle bzw. molekulare Informationen über die Vitalität von Tumoren liefern. Damit steht ein potenzieller bildegebender Biomarker für die Responsebeurteilung zur Verfügung.

Key words

thorax - MR functional imaging - technical aspects - staging

Volltext

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